克利福德沙尔

物质的特性可以分为两个方面，一是静态特性，指的是构成该物质的分子、原子在晶格中的位置，也就是通常指的原子结构和分子结构，以及磁矩的取向和结构的不均匀度等；另一方面是动态特性，指的是构成该物质的分子、原子在各种运动中的能量与动量的传递和转换关系。对凝聚态物质，原子间距大约为0.1nm~1nm，分子、原子和晶格的平均热运动能量以及由于晶格振动产生的声子能量大概都是10-3~10-1eV的数量级。要探测这两种特性，就必须用波长和能量都与被探深对象是同一数量级的“探头”。慢中子正好符合这一要求。而且中子不带电荷却又具有磁矩，质量接近质子，可以通过筛选单色化等特点，所以物理学家很快意识到，慢中子束是最理想的天然探头。中子束打到物质靶上发生的衍射现象与x射线衍射现象在本质上是不同的。X射线衍射是x 射线的能量子与原子中的电子相互作用的结果，而中了衍射则是中子与原子核相互作用的结果，所以中了衍射可以观测到x 射线观测不到的物质内部结构。中子散射比中子衍射含义更广，泛指中子与物质的相互作用后中子向四面八方散射的各种效应。中子不带电而具有磁矩，对磁性有特殊的灵敏度，因 此中子磁散射对分析物质的磁特性具有突出的意义，是x射线衍射无法取代的。